JPS62175517A - 暖房機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は石油７アンヒータ等の温風暖房機の制御装置に
関するものであり、燃料供給量と燃焼空気量との制御に
係るものである。

従来の技術 一般に燃焼空気量と供給燃料量は密接な関係があり、室
温検知素子に応じて燃焼量を変化させようとすると、空
燃比を崩さないよう燃焼空気と燃料を同時に変化させる
必要がある。このため燃焼空気供給要素として用いられ
るモーフ（以後バーナモーフと称す）の回転レベルを切
り換えると同時に燃料供給装置として用いられるポンプ
（以後パルスポンプと称す）の周波数も切り換えていた
。

第７図にその回路例を示し、５１は電源、５２は電源ス
ィッチ、５３は燃焼制御部、５４はバーナモー１．５５
はパルスポンプ、５６は室温検出素子５７を介して電源
５１に接続したリレーで、バーナモータ５４ならびにパ
ルスポンプ５５を強弱二段階に切り換えるリレー接点５
８．５９を有しており、室温検出素子５７の０Ｎ−ＯＦ
Ｆによってバーナモーフ５４とパルスポンプ５５を同時
に切り換えるようになっている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記従来の構成ではバーナモータの回転数
のばらつき、変動を吸収するため回転数をフィードバッ
ク制御しているが、その制御方法が完全でないような場
合、一時的に燃焼用空気と燃料との比が崩れ、排ガス特
性が悪化するという問題点があった。すなわちバーナモ
ータは回転すると慣性がつき回転数を変化させると安定
するまでに１〜５秒程度の応答遅れがあるため、同時に
パルスポンプ周波数を変化させたとしても、バーナモー
タ回転数とパルスポンプ周波数の変化速度に差が生じ空
燃比が崩れる。またフィードバンク制御があまいと、電
源電圧変ＯＪのような外乱があった場合、一時的なオー
バーシュートを生じてもとの回転数に安定するので一時
的に燃焼用空気と燃料との比が崩れる。この問題に対し
て従来は燃焼器に種々の改良を加え、燃焼器の性能改善
で対処していた。ところが、最近市場から強く求められ
ているように、燃焼排ガス特性を改善し燃焼変化幅を大
きくしようとすると燃焼器の構造が微妙に作用し、空燃
比が僅かでもずれると黄火燃焼またはリフト燃焼、さら
にひどい場合は失火等の燃焼異常が起こりやすく、さら
には排ガス特性も悪化するという問題点が生じていた。

本発明はかかる現状に鑑みてなしたもので、空燃比を崩
すことなく燃焼量を変化させることができ、しかもあま
いフィードバック制御でも外乱による影響を受けにくく
することを目的としたものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明はパルス状態に応じ
て燃料吐出量が変化する燃料供給装置と、バーナモータ
の回転数検出手段で検出した回転数に応じて前記燃料供
給装置へのパルスを変化させるパルス発生部とを設けた
構成としである。

作　　用 本発明は上記構成によって、燃料量を切り換えた時や電
源電圧変動などの外乱があって、バーナモータの回転数
が変化したような場合でもバーナモータの回転数変化に
合うよう燃料供給装置から吐出される燃料量が変化する
ことになり、燃焼用空気と供給燃料とのバランスが崩れ
ることはなくなる。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第６図はファンヒータの概略構成を示し、１は外郭、２
は上記外郭内に設けられた気化式の燃焼器、３はバーナ
モータで、回転検出素子（図示せず）を内蔵し、かつ燃
焼器に異なる燃焼用空気を供給する回転数変更用のタッ
プを備えており、木実流側では２極の誘導モータが用い
である。上記回転検出素子は発光素子と受光素子が一対
となり、発光素子と受光素子との間に設けられた間隙を
バーナモータ３の回転軸に取り付けられたスリットが回
転の度に遮ることで０Ｎ−ＯＦＦ信号を発生するホトイ
ンクラプク１００（第１図参照）を使用するものとする
。４はパルスポンプで、特定のパルス信号を入力すると
パルス信号の周波数に応じた量の液体燃料を上記燃焼器
に供給する駆動回路４Ｉを内蔵している。５は上記パル
スポンプ４に燃料を供給する燃料タンク、６は燃焼器２
に連設された燃焼筒、７は燃焼筒６の熱を室内に送出す
るように設けられた対流用送風機、８は室温を検知すべ
く設けられた室温検出素子で、９は燃焼を開始するとき
の点火動作を行なう点火器である。

せず）に設けられている。

第５図は上記回転検出素子１００で検出したバーナモー
タ３の回転周期から求められた回転周波数とパルスポン
プ駆動回路４”へ出力するパルス信号の周波数との関係
を示すもので、バーナモーフ３の回転周波数とパルスポ
ンプのパルス周波数は比例関係にある。これはすなわち
バーナモータ回転数は燃焼器に供給する燃焼空気量に比
例しており、パルスポンプのパルス周波数は燃料の供給
量に比例しているためである。燃焼器の性能によりバー
ナモータ３の回転周波数とパルスポンプ４のパルス周波
数は必ずしも比例関係にあるとは限らないが、本実施例
では次の関数にのる関係があるものとする。

パルス周波数＝ バーナモータ３の回転周波数Ｘ（３１５００）・・・・
・・（１） 従って、パルスポンプパルス周Ｉｌ数１ｆｉ　バー　ナ
モータ３の回転周波数に応じて変化させることにより空
燃比を一定に保つことができる。

第１図はこの７アンヒークをコントロールする回路図を
示し、１２はマイクロコンピュータで、上記室温検出素
子８の信号と設定温度とを比較して上記バーナモータ３
のり゛ツブ切り換えを行なうとともにバーナモータ３の
回転数を測定し、上記パルスポンプ４へ出力するパルス
周波数を制御するなどの燃焼コントロール全般の制御を
行なう。

１３は商用電源、１４は上記パルスポンプ４より供給さ
れた燃料を気化させるため前記燃焼器２ＶＣ埋設された
ヒータ、１５は上記ヒータ１１ｍより加熱された燃焼器
２の温度を検出するバーナ温度検知素子、１６ａは上記
バーナ温度検知素子１５の信号により上記ヒータ１４を
ＯＮ／○ＦＦするリレー１６の接点、１７ａは上記バー
ナモータ３を０Ｎ１０ＦＦするリレー１７の接点、１８
ａ。

、ラー １８ｂは上記バーナモーク３回転数変更時にタップを切
り換えるリレー１８の接点、１９ａは上記対流用送風機
７を０Ｎ１０ＦＦするリレー１９の接点で、これらの各
リレー接点を持つリレー１６．１７．１８．１９は上記
マイクロコンピュータ１２の出力端子ＲＯ１Ｒ１、Ｒ２
、Ｒ３にそれぞれ接続され、上記マイクロコンピュータ
１２の出力がゝ′Ｌ″の時各リレーのコイルが励磁され
る。

２０はパルスポンプ４を駆動する駆動回路４″に駆動用
パルス信号を伝えるホトカップラで、上記マイクロコン
ピュータ１２の出力端子Ｒ５に接続されている。さらに
点火器９は上記マイクロコンピュータ１２の出力端子Ｒ
４に接続されＪ／／　　出力の時点火器９が動作する。

一方上記マイクロコンピュータ１２ＨＡＮ１、ＡＮ２、
ＡＮ３．１１、■２の入力端子を有しており、この各入
力端子ＡＮＩ、ＡＮ２、ＡＮ３はアナログ電圧を直接読
み込むためのもので、適当な抵抗２３．２４．２５．２
６で分割され、それぞれ室温検知素子８、バーナ温度検
知素子１５、−ナモーク３の一回転で−サイクルの”Ｈ
”／″Ｌ”信号をデユーティ約５０％で出力する。２７
は上記マイクロコンピューク１２内に設けた比較部で、
前記入力端子ＡＮ１、ＡＮ２、ＡＮ３より信号を受′け
る。２８は同じくマイクロコンピュータ１２に内蔵しで
ある不揮発性メモリ（以下ＲＯＭと称す）で、上記各入
力端子からの信号を受けてあらかじめ記憶させである定
められた手順すなわちプログラム内容によって上記各出
力端子ＲＯ〜Ｒ５に所定の信号を出力するようになって
いる。このＲＯＭ２８は検出したバーナモータ３の回転
数に基づきパルスポンプ駆動回路４゛の発振周波数を作
成し、出力する制御部になるものである。２９は同じく
上記マイクロコンピュータ１２に内蔵され書き変えが自
由に出来る揮発性メモリ（以下ＲＡＭと称す）で、上記
マイクロコンピュータ１２が仕事を行なう途中で一時的
に発生するデータを貯えるのに使用される。

上記構成において、マイクロコンピュータ１２は運転ス
イッチ１１が投入されたことを入力端子１１の信号が”
Ｈ”になることで検知し、リレー１６をＯＮしてヒータ
１４を通電する。燃焼器２の温度が所定温度まで達した
ことをバーナ温度検知素子１５で検出すると、まずリレ
ー１９とリレー１７をＯＮＬ対流用送風機７とパーナモ
ーク３を動作させる。今、リレー１８は励磁されておら
ずバーナモータ３は強回転で回転を開始し、約５秒以内
で、電源周波数が６０Ｈｚ−Ｃあると約３００Ｏｒｐｍ
で安定する。しばらくしてからパルスポンプ４を駆動す
べく端子Ｒ５よりパルス信号を出力すると同時に点火器
９を駆動し、点火を行なう。このとき端子Ｒ５から出力
するパルスポなる。ここで出力されるパルスの形状はゝ
ＸＨ“信号をＩｍｓ間出力し、つづいて５５．６ｍｓ間
ゝゝＬ″信号を出力するもので、出力する信号の１１Ｌ
″、ゝＨ“はパルスポンプ駆動回路４′側の回路構成で
逆になることがあり、さらにゝゝＨ”信号出力期間はゝ
ゝＬ″信号出力期間に較べ充分に短いので出力周波数に
与える影響は無視出来るものとする。

燃焼が開始されると端子ＡＮＩから入力されるの方が高
いと弱燃焼に、逆に低いと強撚焼に切り換えられる。い
ま強撚焼時はバーナモータ３の回転数が高回転になるよ
うリレー１８の接点は１８ａ側に接続され、弱燃焼時は
逆に１８　ｂ　ｙｌＪの接点に接続されるものとする。

以下、上記燃焼量の切り換えについて説明していくと、
第２図においてマイクロコンピユータ１２のＡＮｌ、Ａ
Ｎ２、ＡＮ３に入力された信号は比較部２７で比較され
て、強あるいは弱等の所定の信号を出力する。この信号
に基づきバーナモータ制御部３０が出力端子Ｒ３に信号
を供給し、バーナモータ３を強あるいは弱等に切り換え
る。

一方、入力端子Ｉ２から入力されたバーナモーフ３の回
転信号は入力パルス信号の周期から回転数を水める回転
数検出部３１に送られ、さらに前述した式（１）に基づ
きパルスポンプ周波数を求める演算部３２で、出力周波
数が決定される。決定された出力周波数はパルス発生部
３３から、出力端子Ｒ５にパルス信号を出力し、ホトカ
ップラ２０ｉ介してパルスポンプ駆動回路４′を駆動し
、パルスポンプ４を動作させる。これを第３図の７０−
チャートを用いてさらに詳細に説明していく。

メインルーチンの任意の場所に配置されたバーナモータ
制御ルーチン３０ａと回転数検出ルーチン３１ａと演算
ルーチン３２ａとパルスポンプ制御ルーチン３３ａがあ
り、回転数検出ルーチン３１ａとパルスポンプ制御ルー
チン３３ａは一定時間毎（タイマーは別に生成されるも
のとし、図示せず）に、−回処理されるように配置され
ている。バーナモータ制御ルーチン３０ａでは燃焼量に
応じてバーナモータの回転数を変化させるべくリレー１
８の接点を切り換える仕事をし、演算ルーチン３２ａで
は式（１）に基つき上記回転検出ルーチン３１ａで求め
られたバーナモータ３の回転数からパルスポンプ４に出
力すべきパルス周波数を算出する仕事をする。回転数検
出ルーチン３１ａはＲＡＭ２２内でカクンタＡとして作
用するエリヤを使用し、入力端子工２から入ってくるパ
ルス信号が′Ｈ“から“Ｌ　＋＋　に変化した時にその
時点でのカタンクＡの端を回転周期とし、この回転周期
に適当な係数Ｋを掛けた値を回転周波数とじて記憶され
、またカクンクＡの値は初期化される。

一方これ以外の場合はカクンクＡの値に−を加算するよ
うに構成されている。パルスポンプ制御ルーチン３３＆
は上記演算ルーチンで求められたパルス周波数を出力す
るもので、出力端子Ｒ５を１１Ｌ”のままパルス周波数
の逆数で初期化されたカクンタＢの値から−を減算して
いきＯ未満になると出力端子Ｒ５を１ｍｓだけ”Ｈ”に
する。

上記構成にて、今弱燃焼から強撚焼に切り替わったとす
るとバーナモータ制御ルーチン３０　ａＫてまず出力端
子Ｒ３の出力を　Ｈ′′にしリレー１８の接点を１８ａ
側に接続され、バーナモータ３の回転数は弱回転に向は
徐々に低下する。このとき回転数検出ルーチン３１ａで
は入力端子Ｉ２の入力信号が′Ｈ”からＬ　＋＋　に変
化するたびに回転数が求まっていることになるので、パ
ルスポンプパルス周波数もバーナモータ３の回転周波数
と同じように低下していく。すなわち、バーナモータ３
が３０００ｒｐｍの時の回転周期は２０　ｍ　ｓである
から入力端子Ｉ２の信号が＋　Ｈ＋”からｌ　Ｌ　ｌ“
に変化する間に回転検出ルーチン３１ａは２０回実行さ
れ、カクンクＡには２０というｆ直がセクトされている
。このカタンクへの値からバーナモーれる。これ４→；
カクンクＢには５５の値がセットされ、実際には”Ｌ”
出力５５ｍｇ、”Ｈ”出力１ｍｓで、１７．９Ｈｚが出
力端子Ｒ５より圧力されている。バーナモータ３の回転
数が低下し、カタンクＡの値が２５になると同様にバー
ナモートされる値は６９で、実際に出力されるパルス周
波数は１４．３　Ｈｚと低下する。上記様子を示したの
が第４図−４５口で、イはバーナモータの回転ｉｆ化、
口はパルスポンプ４の周波数変化を示しており、ｔｌで
強から弱へ、ｔ２で弱から強へ切り替わったものとする
。

また、燃焼量切り換え以外に電源電圧変動や電源周波数
変動でも、バーナモーフ３の回転数は変化を受けるが、
この時も同様バーナモータ３の回転数変化に応じて、パ
ルスポンプ４のパルス周波数が変化する。

上記実施例ではバーナモータ３の回転検出素子にホトイ
ンタラプタを使用しているが、バーナモータ３の口伝検
出の手段としては他にホールＩＣ。

発電機等の利用など特にこだわらない。

また、上記実施例では、説明の都合上バーナモータ３の
回転周波数からパルスポンプ４の出力周波数を求めたが
、パルスポンプ４の出力周期ヲ求める際、式（１）を変
更してバーナモータ３の回転周期から直接パルスポンプ
４の出力周期を求めるようにすれば、ＲＯＭ２１　・Ｒ
ＡＭ２２の節約になる０ さらに、上記実施例ではマイクロコンピュータを使用し
だが、必ずしもマイクロコンピュータを使用する必要は
なく、Ｆ／Ｖコンバータでバーナモータ３の回転数を電
圧に変換し、Ｖ／Ｆコンバータでその電圧をパルスポン
プ４のパルス８ｋに変換する回路構成で同様の効果が得
られる。

発明の効果 以上のように本発明の制御装置はバーナモータの回転数
に応じて燃料供給装置へ出力するパルス周波数を変化さ
せるので、燃焼量切り換え時や電圧変動、電源周波数変
動等の外乱によるバーナモータの回転数変動にともなう
空燃比ずれを完全に押さえることが出来、燃焼排ガス特
性を悪化させることなく燃焼変化幅の拡大が可能になる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における制御装置の回路図、
第２図は主要部のブロック図、第３図は同０１作説明用
のフローチャート、第４図は同特性図で、イはバーナモ
ータの回転数を、口はパルスポンプへのパルス出力をそ
れぞれ表わす、第５図は同特性図で、空燃比一定でのバ
ーナモータの回転数とパルスポンプへのパルス出力周波
数を示す。 第６図は本発明の制御装置を用いた１暖房機の断面図、
第７図は従来の制御装置を示す回路図である。 ２・・・・・燃焼器、３・・・・・・燃焼空気供給装置
（バーナモータ）、４・・・・・・燃料供給装置（パル
スポンプ）、８・・・・・・室温検出素子、１２・・・
・・・制御手段（マイクロコンピュータ）、３１・・・
・・・回転数検出部、３２・・・・・・演算部、３３・
・・・・・パルス発生部、１００・・印・バーナモータ
回転数検出素子（ホトインタラプタ）。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ｄ／
−ｍ−回転数検出部 ３ｚ−演算部＜ｍＩｑ節り ３３−　　パルス発主部（制御節） 第２図 Ｒ３Ｒ５ 第３図 第４図 第５図 ハーク乞−グ０や間（ 第６図 第７図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃焼器と、この燃焼器へ燃焼空気を供給する燃焼
   空気供給装置と、上記燃焼空気の温度もしくはこれに代
   用される温度を検知する温度検知素子、上記燃焼器へ燃
   料を供給するべく一定以上の幅を有するパルス入力で駆
   動され上記パルスの入力周波数が低くなるとその燃料吐
   出量が減り、逆に入力周波数が高くなると燃料吐出量が
   増える燃料供給装置と、上記燃焼空気供給装置の回転情
   報を電気信号に変換する回転検出手段と、上記回転検出
   手段から回転量を求める回転数検出部と、上記回転量に
   より上記燃料の供給量を制御する制御手段とを備え、上
   記制御手段は上記回転数検出部の情報から燃料供給装置
   へのパルス周波数を求める変換部を有する暖房機の制御
   装置。
2. （２）上記変換部は上記温度検知素子の検知温度で変換
   量に補正を加える温度補正部を備えたことを特長とする
   特許請求の範囲第１項記載の暖房機の制御装置。
3. （３）上記回転数検出部は周波数−電圧変換回路で構成
   し、上記変換部は電圧−周波数変換回路で構成したこと
   を特長とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   暖房機の制御装置。